SAR ADC工作原理

### SAR ADC工作原理详解 #### 1. 结构组成 SAR ADC 的核心组件包括比较器 \( C \)、数模转换器 (DAC)、寄存器、时钟脉冲源以及控制逻辑五个主要部分[^3]。 #### 2. 转换过程描述 当输入电压施加于 SAR ADC 上时，该设备通过一系列操作逐步逼近最终的数字化输出值。具体来说： - **初始化阶段**：首先将 DAC 输出设置为满量程的一半，并将其送入比较器的一个输入端；另一输入端连接待测信号。 - **逐次逼近算法执行**：如果比较结果显示输入信号高于当前 DAC 设置，则表明实际值位于上半个区间内，此时应调整 DAC 向更高方向移动；反之则降低。此过程中每次迭代都会更新一次内部寄存器中的二进制码字，直到完成全部位数的判定为止[^1]。 ```python def sar_adc_conversion(input_voltage, full_scale_voltage): bits = [] remaining_voltage = input_voltage for i in range(12): # Assuming a 12-bit resolution as mentioned in the reference to C8051F410 mid_point = full_scale_voltage / 2**(i+1) if remaining_voltage >= mid_point: bits.append('1') remaining_voltage -= mid_point else: bits.append('0') return ''.join(bits), int(''.join(bits), base=2) # Example usage with hypothetical values binary_output, decimal_value = sar_adc_conversion(2.7, 5.0) print(f"Binary Output: {binary_output}, Decimal Value: {decimal_value}") ``` 上述 Python 函数展示了如何实现一个简单的逐次逼近型 A/D 转换流程，其中假设了一个具有 12 位分辨率的理想化模型来进行说明。 #### 3. 特点总结 由于其相对简单的设计和高效能表现，使得这类架构广泛应用于各种微控制器中，比如提到过的 ADC0809 和 C8051F410 都采用了此类技术方案。